dimanche, 28 mai 2017

Les toutes, toutes premières fois

Comment tout (ou presque) a commencé !

La première croissance technologique exponentielle

(votes : 4)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

19 avril 1965

loi-moore-home

« Toujours plus, always mo(o)re »

 

En 1965, la loi de Moore prophétise une première dans l’histoire des innovations technologiques : une croissance exponentielle de la puissance de calculs des ordinateurs grâce à un doublement tous les 18 mois du nombre de transistors logés dans un micro-processeur. 50 ans plus tard, les limites sont atteintes mais les bouleversements à venir restent immenses.

Gordon-Moore-Intel-ITWTout a commencé dans la revue « Electronics » un jour d’avril 1965 dans un article intitulé « Mettre plus de composants sur des circuits intégrés ». Le Dr Gordon Moore (1) constate que le nombre de transistors gravés sur un circuit électronique double tous les 18 mois depuis son invention, en 1958.
A ce rythme prédit-il, il faudra 10 ans pour atteindre le nombre fabuleux (pour l’époque) de 65 000 transistors. Rappelons qu’en 1965, à l’époque où est écrit l’article, le circuit le plus performant contenait 64 transistors. En 2010, le processeur Intel Core i7 (Gulftown) contenait plus d’un milliard de transistors et Intel prévoit d’atteindre 120 milliards de transistors sur une simple puce en 2018.

Un progrès rythmé par la loi de Moore

Durant plus de 50 ans, le pronostic formulé par Gordon Moore qui deviendra l’un des fondateurs d’Intel, se réalisera comme par enchantement.

En réalité, Gordon Moore ajustera en 1975 sa loi en prenant en compte des composants plus complexes que les simples circuits intégrés et portera à 2 ans le doublement de la puissance.
Avec du recul, les faits lui donneront raison : tous les 2 ans (1.96 an pour être exact), le nombre de transistors par puce doublera et cela pour le même prix !

64 transistors en 1965, puis 128, 256…au début cela semble une croissance molle mais très vite les chiffres s’envolent. C’est ce qu’on appelle une croissance exponentielle.
Cette multiplication de la puissance presque aussi miraculeuse que la multiplication des pains par Jésus correspond à une stratégie conduite par l’ensemble de l’industrie des semi-conducteurs, avec à sa tête Intel, bien sûr.
D’ailleurs chez Intel, on appelle cela la « stratégie du tic-tac » : le constructeur annonce une finesse de gravure accrue en année « tic » puis améliore le dessin de ses puces, en année « tac » (2).

Une prophétie autoréalisatrice

transistors_PrixLa clé de ce processus tient dans le fait que les bénéfices issus de la montée en puissance de l’informatique sont réinvestis en recherche pour préparer la génération suivante qui rendra obsolète la précédente et générera donc de nouveaux profits…et de nouvelles recherches. C’est ce qu’on appelle une prophétie auto-réalisatrice.

Malgré les difficultés rencontrées qui, elles aussi vont en s’amplifiant comme la chaleur générée par les microprocesseurs ou la difficulté à réaliser des gravures sous la barre de 20 nanomètres, la Loi de Moore s’est, jusqu’à présent toujours vérifiée.

La loi de Moore au pied du mur…technologique

Mais, en 2016, pour la première fois, il semblerait que la loi de Moore batte de l’aile. Avec des transistors toujours plus petits, on se heurte à un double mur : celui de la physique car il arrive un moment où il devient impossible de faire maigrir les composants et un mur économique cette course à la miniaturisation devient de plus en plus onéreuse avec des usines dont les coûts sont exorbitants.
Et ceci n’est pas anecdotique car en matière d’exponentielle, les petits ralentissements font à terme des grands changements et, en l’occurrence, devrait conduire dans la décennie à venir à une réduction de moitié de la puissance prévue et donc des applications.

Heureusement, les labos n’ont pas dit leur dernier mot. On devrait passer de la quantité à la qualité, en faisant en sorte que les futures puces soient plus performantes avec le même nombre de composants.
En effet, si la course à la miniaturisation semble toucher à sa fin, il reste encore une marge énorme pour améliorer la puissance des micro-processeurs.

Si une nouvelle loi de Moore reste à formuler, son postulat basé sur la croissance exponentielle, pourrait être élargie du hardware au software.
C’est du moins, ce que prétend, Ray Kurzweil, le futurologue de Google, qui prédit que l’intelligence des ordinateurs dépassera celle des humains vers 2045 (3) conduisant à une fusion entre l’homme et la machine, étape qu’il nomme la Singularité.

La loi de Moore est morte, vive la loi de Moore !


Les jalons de la loi de Moore

evolution_transistors

  • 1958 : première puce de l’histoire comportant un seul transistor
  • 1965 : Evocation de la fameuse loi de Moore
  • 1971 : tout premier processeur (le 4004 d’Intel) doté de 2300 transistors
  • 1977 : premier ordinateur grand public à utiliser des puces avec une gravure de 8000 nanomètres.
  • 1989 : la barre du million de transistors est franchie (processeur i860 d’Intel)
  • 2004 : coup d’arrêt à l’augmentation de la fréquence des horloges en raison de la chaleur dégagée par les puces
  • 2007 : première puce à dépasser le milliard de transistors
  • 2016 : Intel met fin à la loi de Moore en réduisant le rythme des gravures de plus en plus fines.  

La R&D n’a pas dit son dernier mot !

ordinateurs_Quantique

Au-delà de la taille, les projets ne manquent pas pour rendre les processeurs plus performants.
On pourrait utiliser les photons à la place des électrons, ou remplacer le silicium par d’autres matériaux comme le germanium ou le graphène ou encore miser sur l’ordinateur quantique, le graal de l’informatique.

Une autre piste très prometteuse vise à améliorer la communication entre les composants en optimisant leur organisation.
Enfin, les puces universelles devront faire la place à des processeurs spécialisés comme c’est le cas avec les processeurs graphiques.

 


1 – Gordon Moore est alors Directeur de la R&D de Fairchild semiconductors
2- Les Echos – 14 juin 2016- P.10
3- Nouvel économiste, publié le 30 juillet 2015 / The Financial Times Limited


A visionner pour mieux comprendre :




Sur le même thème :

Ajouter un commentaire